2. 运氢：与储氢方式密不可分，方式多样
氢气的运输往往和氢气的储存状态息息相关。根据氢气运输时的状态，我们可以将氢气的运输方式分为三种：气氢输送、液氢输送和固氢输送。针对不同的氢气状态选用不同的运输手段。气氢输送：气氢输送往往采用长管托车和管道运输两种。液氢输送：液氢输送采用液氢罐车或者专用液氢驳船运输，LOHC 可依托油品储运设施。固氢输送：通过金属氢化物存储的氢气可以采取更加丰富的运输手段，驳船、大型槽车等运输工具均可以用以运输固态氢。
运量和运距决定储运的方式。各种储运方式都有自己的特点。我们认为，在当下氢能产业仍处初期发展阶段，对于大规模、长距离运氢的需求不大，高压气态运氢最具性价比。但随着氢能产业快速发展，下游应用场景逐渐丰富，对于大规模、长距离运氢的需求将逐 渐增加，此时液氢输送的优势将会显现，并成为主流方式。在氢能发展的最终阶段，各类储氢技术将更为成熟，我们认为将会形成多种氢储运路径并行的局面。
2.1 气氢输送：高压气氢运输与管网运输将成为未来短距离与 长距离运输的主要途径
高压气氢拖车是当下氢气短距离运输的主要途径。从我国当下氢能产业的发展状况来看，氢气的短距离异地运输主要通过集装管束运输车进行。例如，化工富余氢气经过脱水、 脱氧等净化流程后，经过氢压缩机压缩至 20MPa，由装气柱充装入集装管束运输车。经运输车运至目的地后，通过高压卸车胶管把集装管束运输车和卸气柱相连接，卸气柱和调压站相连接，20MPa的氢气由调压站减压至 0.6MPa 并入氢气管网使用。在加氢站日需求 500kg的情况下，高压气氢拖车运输节省了成本与管道建设前期投资成本，在一定储运距离以内经济性最高。高压储氢容器自重大，氢气的密度又很小，装运的氢气质量只占总运输质量的1%～2%左右，因此气态氢的拖车运输仅适用于将制氢厂的氢气输送到距离不太远，同时需用氢气量不太大的用户。
轻量化、高压力是未来高压气氢拖车的发展方向。我国当下用于高压气氢拖车运输的 运输气瓶主要以工作压力 20MPa的纯钢制 I 型瓶为主，单车运输氢气约 380kg。与国外领 先技术仍有一定差距，国外采用 45MPa 纤维全缠绕高压氢瓶长管托车运氢，单车运输氢气可达 700kg。为了提高运输效率和适应 70MPa 压力等级加氢站的建设需求，我们认为高压气氢拖车未来将继续向轻量化、高压力方向发展。
管道输送是最经济、最节能的大规模长距离输送氢气的方式。管道运输压力一般为 1.0～4.0MPa，输氢量大、能耗低，但是建造管道一次性投资较大。在管道运输发展初期， 可以积极探索掺氢天然气方式。据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书 2019》披露，截至 2019 年，美国已有 2500 公里的输氢管道，欧洲已有 1598 公里的输氢管道，我国则仅有 100 公里的输氢管道。2021 年 6 月，中国石油天然气管道工程有限公司中标河北定州至高 碑店氢气长输管道可行性研究项目，管道全长约 145 公里，设计输氢量 10 万吨/年，是国 内目前规划建设的最长氢气管道。
氢-天然气混合气的管网运输。研究表明，使用已有管网输送氢气是低成本长距离输送大量氢气的优选方法之一。直接把天然气管网变成氢-天然气混合气（含氢量约 15%），仅需对原有管网进行适当的改造即可。但是，如果要进行纯氢输送，则需要对天然气管网进行实质性的改造，包括材料和重要部件的更换、安全性措施升级等。利用天然气管网输送 天然气混合气和升级改造天然气管网来输送纯氢，这两个方面的技术分析和研发工作也是美国能源部氢能发展计划中的主要内容。
2.2 液氢输送：液氢槽车运输及 LOHC 运输将成中期大规模、长距离运输主要途径
液氢槽车运输适合运距较远，运量较大的场景。液氢的运输、储存容器需使用特殊合 金和碳纤维增强树脂等，而且还必须使用应对自然蒸发的液态氢用浸液泵和高隔热容器等特殊设备和技术。制氢厂制得的氢气，经过液化后，可方便地进行公路运输，到达加氢站后可直接给液氢用户加氢，或者通过气化、加压后给高压氢罐用户加氢。槽车是液氢车运的关键设备，常用水平放置的圆筒形低温绝热槽罐。汽车用液氢储罐其存储液氢的容量可以达到 100m3，铁路用特殊大容量的槽车甚至可运输 120~200m3 的液氢。液氢存储密度和损失率与储氢罐的容积有较大关系，大储氢罐的储氢效果要比小储氢罐好。
液氢槽车输送在我国发展将成必然。液氢当下痛点问题在于短距离运输成本较高，现有技术条件下，液化过程的能耗和固定投资较大，液化过程的成本占整个液氢储运环节的 90%以上，而这也造就了液氢运输成本对于距离不敏感。未来，由于液化设备的规模效应和技术升级，液化能耗和设备成本还有较大的下降空间。鸿达兴业在内蒙古自治区投资建 设我国首个规模化的民用液氢项目，年产 3 万吨液氢。此外，国富氢能、嘉化能源、中科富海等多家企业也在积极拓展液氢市场，叠加 2021 年出台的三项关于液氢的国家标准为液氢的发展提供了政策导向，民用液氢规模化趋势已成必然。2020 年 12 月，鸿达兴业完成全国首车长距离民用液氢运输，其自主生产的液氢跨越 2500 多公里，是国内液氢长距离运输的重要里程碑。
液氢驳船运输适用于跨国运氢。液氢还可使用驳船运输，这和运输液化石油气相似， 不过需要更好的绝热材料，使液氢在长距离运输过程中保持液态，驳船上装载容量很大的存储液氢的容器。用于船运的液氢储罐容积可达 1000m3 以上，且无需经过人口密集区域， 相较于陆运更加安全、经济。日本川崎重工建造的全球首艘液氢运输船“SUISO FRonTIER “于 2021 年 5 月 24 日在神户市面向媒体公开，12 月 24 日开启首航，从日本驶往澳大利亚，提取第一批货物，船上搭载了川崎重工播磨工厂制造的氢气储罐，这种长25米、高16米的椭圆形储罐能够储存 1250m3 的液氢。
液氢驳船运输的发展将由未来当地制氢成本的高低决定。采用液氢驳船运输的氢气往往是进口的，这部分船舶进口的氢能源将与当地生产的氢能源直接竞争，当地的制氢成本 水平及其降本潜力将成决定性因素。就液氢驳船运输较为领先的日本而言，未来液氢驳船 运输将抢占日本近半氢气运输市场。日本政府提出，到 2050 年日本的氢气用量大约为 2 千万吨，约为 2020 年的 5000 倍。川崎重工表示，计划在 2050 年，用 80 艘船舶运输日本国内所需 2 千万吨氢气中的 900 万吨。川崎重工将斥资 5.78 亿美元建造全球首艘大型液 化氢运输船，改传将配备 4 个可分别储存 4 万 m3 液化氢的储罐，预计 2026 年完工。
液体有机氢（LOHC）输送可依托已有的油品储运设施，有望在大规模储运氢方面担任 重要角色。氢气的大规模运输除了利用管道运输，还可利用 LOHC 的方式，依托已有的管道、储罐、接卸设施、槽车、火车罐车、油船等油品储运设施实现大宗的储存和运输。新 建氢气管道需要大量的前期投入成本，利用已有天然气管道掺氢的方式运输，到达目的地后，还需分离氢气，实施的复杂性和挑战性较大。我们认为在氢气输送管网尚未广泛建设之前，LOHC 输送有望在大规模储运氢方面担任重要角色。
2.3 固氢输送：仍处试验阶段、未来有望丰富短距离运氢途径
固氢输送仍处研究阶段，未来有望丰富短距离运氢途径。固态氢的运输是指用固体储氢材料通过物理、化学吸附或形成氢化物储存氢气，目前最具实用化价值的是使用储氢合金储存氢气，然后运输装有储氢材料的容器。轻质储氢材料（如镁基储氢材料）兼具高的体积储氢密度和重量储氢率，作为运氢装置具有较大潜力。将低压高密度固态储罐仅作为随车输氢容器使用，加热介质和装置固定放置于充氢和用氢现场，可以实现氢的快速充装及其高密度高安全输运，提高单车运氢量和运氢安全性。但是由于储氢合金价格高（通常 几十万元/吨），放氢速度慢，还需要加热，并且储氢合金本身很重，长距离运输不具备经济性。目前尚未有固态氢气运输的案例，各类储氢材料大都处于研究阶段。我们认为在未来固氢运输有望成为一种短距离氢气运输的途径。
